CountDownLatch和CyclicBarrier 的用法

本文详细对比了Java并发编程中CountDownLatch与CyclicBarrier的区别。CountDownLatch通过减计数方式控制线程同步,而CyclicBarrier则通过加计数方式实现线程间的屏障同步。文章提供了两个类的具体使用案例。

CountDownLatch是减计数方式,计数==0时释放所有等待的线程;CyclicBarrier是加计数方式,计数达到构造方法中参数指定的值时释放所有等待的线程。
CountDownLatch当计数到0时,计数无法被重置;CyclicBarrier计数达到指定值时,计数置为0重新开始。
CountDownLatch每次调用countDown()方法计数减一,调用await()方法只进行阻塞,对计数没任何影响;CyclicBarrier只有一个await()方法,调用await()方法计数加1,若加1后的值不等于构造方法的值,则线程阻塞。

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class TestConcurrent extends Thread {
	/**
	 * CountDownLatch 是并发包中提供的一个可用于控制多个线程同时开始某个动作的类,其
	 * 采用的方式为减计数的方式,当计数减至零时位于latch.await()后的代码才会被执行。
	 */
	private static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);

	public static void main(String[] args) {
		long start = System.currentTimeMillis();
		int i = 0;
		while (i < 10) {
			i++;
			new TestConcurrent().start();
		}
		try {
			latch.await();
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("use time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
	}

	public void run() {
		System.out.println("...");
		try {
			Thread.sleep(100);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		latch.countDown();
	}
}


 

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;

public class TestCyclicBarrier extends Thread {
	/**
	 * CyclicBarrier 和CountDownLatch不同,CyclicBarrier是当await 的数量达到了设置的数量后,
	 * 才继续往下执行
	 */
	static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(10);
	private int id;

	public TestCyclicBarrier(int id) {
		this.id = id;
	}

	public static void main(String[] args) {
		long start = System.currentTimeMillis();
		int i = 0;
		while (i < 10) {
			i++;
			new TestCyclicBarrier(i).start();
		}
		System.out.println("use time:" + (System.currentTimeMillis() - start));
	}

	public void run() {
		try {
			System.out.println("----start:" + id);
			cyclicBarrier.await(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
			System.out.println("----start__:" + id);
		} catch (InterruptedException e1) {
			e1.printStackTrace();
		} catch (BrokenBarrierException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (TimeoutException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		try {
			Thread.sleep(100);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("----end:" + id);
	}
}



 

 

 

`CountDownLatch` `CyclicBarrier` 是 Java 中用于控制线程同步的两个工具类,它们都位于 `java.util.concurrent` 包中,但它们的用途行为有显著区别: ### 1. **用途不同** - **CountDownLatch** 适用于一个或多个线程等待其他线程完成一系列操作后才能继续执行的场景。它通过一个计数器来控制线程的等待,计数器初始化为一个正整数,每次调用 `countDown()` 方法会减少计数器的值,当计数器变为 0 时,所有等待的线程被释放。 - **CyclicBarrier** 适用于多个线程相互等待,直到所有线程都到达一个屏障点后再一起继续执行。它允许一组线程互相等待,直到所有线程都到达某个公共屏障点。 ### 2. **是否可重用** - **CountDownLatch** 不可重用,计数器一旦减到 0,就不能再被重置。 - **CyclicBarrier** 可以重复使用,当所有线程到达屏障点后,计数器会被重置为初始值,可以再次使用。 ### 3. **线程阻塞方式** - **CountDownLatch** 线程通过调用 `await()` 方法等待计数器变为 0,而其他线程通过调用 `countDown()` 来减少计数器。 - **CyclicBarrier** 每个线程调用 `await()` 后会进入等待状态,直到所有线程都调用 `await()`,此时屏障被解除,所有线程继续执行。 ### 4. **异常处理** - **CountDownLatch** 如果某个等待线程被中断,不会影响其他线程的计数。 - **CyclicBarrier** 如果某个线程在等待时被中断或超时,会触发 `BrokenBarrierException`,并且屏障会被打破,其他线程也会收到异常。 ### 示例代码 #### CountDownLatch 示例 ```java import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class CountDownLatchExample { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3); for (int i = 1; i <= 3; i++) { final int threadId = i; new Thread(() -> { System.out.println("Thread " + threadId + " is working..."); latch.countDown(); // 完成任务后计数减一 }).start(); } latch.await(); // 主线程等待所有子线程完成 System.out.println("All threads have finished their work."); } } ``` #### CyclicBarrier 示例 ```java import java.util.concurrent.BrokenBarrierException; import java.util.concurrent.CyclicBarrier; public class CyclicBarrierExample { public static void main(String[] args) { CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> { System.out.println("All threads have reached the barrier."); }); for (int i = 1; i <= 3; i++) { final int threadId = i; new Thread(() -> { try { System.out.println("Thread " + threadId + " is working..."); barrier.await(); // 等待所有线程到达屏障 } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } } } ``` ### 总结 - `CountDownLatch` 是 **一次性** 的,适合一个线程等待多个任务完成。 - `CyclicBarrier` 是 **可重复使用** 的,适合多个线程相互等待,直到所有线程都到达某个屏障点。
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